長期以來,蜻蜓作為一種特殊的昆蟲,深受廣大科學家的關注,從蜻蜓身上,科學家學到了很多,比如模拟昆蟲複眼結構的光電設備,模拟翅斑的高速機翼顫振設計配重等等,都讓科學家們歎為觀止,但是蜻蜓帶給科學家的沖擊,還遠遠不止這些,就飛行性能而言,蜻蜓可以算是全世界最好的飛行器,沒有之一,任何人造的飛行器都在蜻蜓面前毫無還手之力。
蜻蜓具備了多重特殊飛行功效,讓科學家非常着迷,一個是飛的很快,蜻蜓是自然界飛行速度最快的昆蟲,飛行速度可達每小時40公裡,沖刺飛行速度可高達40米/秒 ,可以說是小身闆大能耐,但是蜻蜓還有更驚人的表現,機動性非常好,可以快速轉彎而且甚至可以側飛,也可以做到突然直上直下,而且還可以懸停,也可以垂直起飛和降落,蜻蜓一身,就集中了人類戰鬥機,直升機的所有優點。
蜻蜓:不客氣的說,人類最先進的飛機,和我相比都是垃圾!
空氣動力學家對蜻蜓研究幾十年,不斷發現蜻蜓的“特異功能”,而且還推翻了幾十年來人類在空氣動力學上的根本認知,比如最常見的根本規律是:機翼越光滑越好,光滑機翼阻力小,性能更高!
飛機飛行最主要依靠發動機提供推力克服阻力從而前進,這一點和蜻蜓毫無二緻,人類設計的飛機,機翼外形和蜻蜓翅膀平面形狀非常相似,都是平面形狀的薄闆,但是經過仔細研究後,科學家們很吃驚的發現,蜻蜓翅膀表面完全不光滑,多處凹坑和褶皺,和人造飛機機翼完全相反,不是說光滑機翼阻力才小嗎?
左側是人類機翼剖面,光滑流線,右側是蜻蜓翅膀剖面,坑坑窪窪,但是性能不差!
按照常規氣動理論,人類設計的光滑機翼阻力應該小于褶皺翅膀,但是科學家經過研究發現,在蜻蜓飛行區間,這種特殊的褶皺翅膀,升力系數和阻力系數和光滑機翼幾乎相等!而進一步的研究則證明,蜻蜓的翅膀還具有更強的能力,常規平直機翼失速迎角大多在15度左右,但是蜻蜓坑坑窪窪的翅膀則可以輕松做到25度以上,這還僅僅是靜态風洞吹風實驗,并非實際飛行,實際飛行,蜻蜓的翅膀,最大迎角可以做到60度迎角!
經過認真分析,科學家終于發現蜻蜓翅膀的奧秘,良好的氣動特性是由于其特殊的褶皺結構,不同于光滑翼型,褶皺翼型表面凹凸不平,導緻氣流在經過這些凹陷的表面後會出現駐留的渦,這些駐留渦會滞留在褶皺内部,填充到凹陷的位置,從而使褶皺翼型類似光滑翼型。
即使經過無數的解剖仿制,吹風,實驗,人類還遠遠沒有搞清楚蜻蜓高性能之謎
對于蜻蜓機翼氣動的研究給科學家打開了另外一個世界,這也為新型無人機研發注入了新的活力,蜻蜓翅膀結構容易仿造,一共兩對,蜻蜓的翅膀,這并不是核心難點,最大的難點還在于蜻蜓的飛控系統,這一點和人類飛行器類似,人類仿造蜻蜓翅膀結構已經成功,但是人類制造的蜻蜓,卻差距甚遠:高速,高機動,懸停以及直上直下,遇到陣風自動保持穩定,如何圓滿模拟蜻蜓在各種機動下的控制,這是科學家最難于掌握的技術。
人類無人機種類很多,性能也很先進,為何要苦苦抓着小小的蜻蜓不放?原因是,人類無人機飛行效率低,無法兼容高速,機動性,懸停等功能,而且蜻蜓的撲翼設計,比常規人類機翼更加節能,更加高效。
美國一家公司最近宣稱仿制成功蜻蜓類型偵察無人機,已經開始投入軍隊使用,或許未來,全世界還會有一大波蜻蜓無人機熱潮,帶來航空技術技術向前發展。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!